Коленвал

Для чего нужен коленвал

Коленчатый вал превращает ход поршней вверх-вниз во вращение. Шатуны надеты на шатунные шейки, которые смещены от оси вала, а сам вал лежит коренными шейками в опорах блока цилиндров. Сзади он передаёт крутящий момент на маховик и дальше в коробку, спереди крутит шкив навесных агрегатов, привод ГРМ и на многих моторах масляный насос. Противовесы уравновешивают вращающиеся массы, чтобы двигатель не трясло. Коленвал — одна из самых нагруженных и дорогих деталей мотора, и почти всё, что с ним случается, связано с маслом.

Как он работает. Вспышка в цилиндре толкает поршень вниз, шатун передаёт усилие на шатунную шейку, а она смещена от оси вала — поэтому ход вверх-вниз превращается во вращение, как педаль велосипеда. Коренными шейками вал лежит во вкладышах опор блока, упорные полукольца не дают ему гулять вдоль оси. Противовесы напротив шатунных шеек уравновешивают массы, чтобы мотор не трясло. Сзади вал отдаёт крутящий момент на маховик и в коробку, спереди крутит привод ГРМ и шкив навесных агрегатов. Масло из магистрали приходит к коренным шейкам и по каналам внутри вала — к шатунным, поэтому почти любая беда коленвала начинается с масла. Изношенные шейки шлифуют в ремонтный размер шагом 0,25 мм и ставят вкладыши потолще.

Какие бывают коленвалы и чем отличаются

Тип	Как делают	Плюсы	Минусы	Где встречается
Литой чугунный	Отливают в форму; прочнее всего высокопрочный чугун с графитом в виде шариков	Дешевле, прочности хватает для обычных режимов	Уступает стальному при высоких нагрузках и оборотах	Большинство серийных двигателей
Кованый стальной	Разогретую заготовку штампуют, потом обрабатывают	Волокна металла повторяют форму вала — он прочнее литого	Дороже	Нагруженные и высокооборотные моторы

Литой вал от кованого отличают по шву: у отливки на необработанных местах тонкая выступающая линия разъёма формы, у поковки — широкая полоса. Острые грани противовесов у литого и скруглённые у кованого — признак вспомогательный, надёжнее смотреть на шов.

Что изнашивается. Шейки теряют круглую форму (овальность) и становятся разными по диаметру вдоль длины (конусность). Грязь в масле оставляет на них риски, масляное голодание — задиры и следы от провернувшегося вкладыша. Вал может получить изгиб, а у переходов шейки к щеке — галтелей — появляются трещины. Допуски на всё это измеряют сотыми и тысячными долями миллиметра, конкретные цифры даёт производитель двигателя.

Ремонтные размеры. Повреждённые шейки шлифуют на меньший диаметр и ставят вкладыши потолще. Метрический ряд идёт шагом 0,25 мм: 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 мм. Дальше большинство валов не шлифуют — шейка становится слишком тонкой. Упрочнённые азотированием валы при шлифовке теряют твёрдый поверхностный слой: после неё упрочнение надо восстанавливать, а часть таких валов производитель шлифовать не разрешает. Подробно о самих вкладышах — в отдельной статье.

Осевой люфт. Вперёд-назад вал держат упорные полукольца или упорный вкладыш. Небольшой люфт нужен, но при износе вал начинает гулять вдоль оси.

Признаки износа коленвала

Глухой ритмичный стук снизу двигателя, растущий с оборотами и нагрузкой.
Давление масла на прогретом моторе ниже нормы, лампа давления на холостых.
Металлический блеск в масле, частицы на магнитной сливной пробке.
Осевой люфт вала при замере индикатором больше допуска — изношены упорные полукольца.
Течь по сальнику коленвала, который недавно меняли, — канавка на шейке.
Новая вибрация при исправных опорах двигателя.
Стук появился после перегрева или езды с низким уровнем масла.

Чем грозит, если вовремя не заменить коленвал

Задир на шейке рвёт масляную плёнку: вкладыш перегревается, прихватывается и проворачивается в постели. Шейка после такого бывает разбита глубже последнего ремонтного размера — тогда вал остаётся только выбросить, а следом нередко страдает постель в блоке или шатуне. Если не остановиться, обрывается шатун, и счёт идёт уже на весь двигатель. Изогнутый вал давит на вкладыши неравномерно: одни стираются быстрее других, мотор вибрирует, коренные опоры разбиваются. Стёртые упорные полукольца отпускают вал вдоль оси — он срабатывает упорные поверхности блока и щёк, и чинить приходится уже блок цилиндров. Канавка под сальником гонит масло наружу: задний сальник поливает маслом сцепление, передний — шкивы и ремни. Трещина у галтели растёт незаметно и заканчивается поломкой вала на ходу. Вовремя отшлифованный вал с новыми вкладышами обходится во много раз дешевле, чем новый блок или контрактный двигатель.

Когда менять коленвал

Регламента нет — судьбу вала решает дефектовка при разборке двигателя. Вал проверяют на трещины, биение и изгиб, замеряют каждую шейку в нескольких сечениях, осматривают галтели и места под сальники. Шлифуют, если шейки изношены или задраны, но трещин нет и запас ремонтных размеров не исчерпан. Меняют при трещинах, при изгибе, который не удаётся выправить, после последнего ремонтного размера, когда шлифовка не предусмотрена производителем, и когда провёрнутый вкладыш разбил шейку слишком глубоко. После шлифовки шейки полируют, кромки масляных отверстий зачищают, вал балансируют и проверяют ещё раз.

Как подобрать коленвал

Код двигателя: у моторов на одном блоке бывает разный ход поршня, а значит и разный вал.
Число коренных опор и противовесов.
Фланец под маховик: отверстия, штифт, посадка направляющего подшипника.
Передний конец: шпонка или гладкая посадка под болт, звёздочка или шкив.
Задающий диск датчика коленвала, если он стоит на самом валу.
Размер шеек — стандарт или ремонтный; у восстановленного вала выясните, в какой размер он прошлифован.
Комплектность: с вкладышами, упорными полукольцами и звёздочкой или без них.

Что менять или проверить заодно

Коренные и шатунные вкладыши, упорные полукольца — только под фактический размер шеек.
Передний и задний сальники; при канавке на шейке — ремонтная втулка поверх неё.
Шатунные болты и болты крышек коренных опор, если они одноразовые.
Масляный насос и сетку маслоприёмника, промывку масляных каналов.
Шкив-демпфер коленвала: трещины и отслоение резины.
Маховик и направляющий подшипник в торце вала.
Датчик положения коленвала и задающий диск.

Частые ошибки при подборе и замене

Шлифовать вал, не проверив его на трещины и изгиб: деньги за работу уходят на деталь, которая всё равно сломается.
Испортить при шлифовке галтели — переход шейки в щеку; в этом месте вал и ломается.
Азотированный вал прошлифовать глубоко и не восстановить упрочнение.
Покупать вкладыши до шлифовки, прикинув размер на глаз.
Не промыть каналы после шлифовки: абразив из них разрежет новые вкладыши за первые километры.
Не измерить осевой люфт при сборке.
Ставить новый сальник на канавку от старого.
Собрать мотор, не устранив причину: низкий уровень, забитый маслоприёмник, слабый насос.

Частые вопросы о коленвалах

Можно ли прошлифовать коленвал?

Как правило, да, если нет трещин и изгиба, а запас ремонтных размеров не исчерпан. Ряд идёт шагом 0,25 мм, и вкладыши берут строго под фактический размер шеек после шлифовки. У некоторых моторов производитель шлифовку не предусматривает.

Как проверить коленвал на биение?

Вал кладут крайними коренными шейками на призмы, упирают индикатор в среднюю шейку и медленно проворачивают. Разница показаний и есть биение; сравнивают с допуском производителя двигателя.

Что такое осевой люфт коленвала и чем он опасен?

Это ход вала вперёд-назад вдоль оси. Его ограничивают упорные полукольца. Когда они стираются, вал гуляет и разбивает упорные поверхности блока. Люфт меряют индикатором, отжимая вал за шкив или маховик.

Чем кованый коленвал отличается от литого?

Кованый штампуют из разогретой заготовки, и он прочнее — его ставят на нагруженные моторы. Литой дешевле и стоит на большинстве обычных двигателей. Отличить можно по шву разъёма: у литого он тонкий, у кованого широкий.

Не знаете артикул?

Всё о коленвалах: виды, признаки износа, когда менять